| 研究課題/領域番号 |
26350063
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
安川 あけみ 弘前大学, 教育学部, 教授 (70243285)
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| 研究分担者 |
神鳥 和彦 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (70177765)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | UVカット / 布 / 粒子 / アパタイト / 染色 / カシス |
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| 研究実績の概要 |
環境への負荷が低い後加工により布にUVカット性能を付与することを目的とし，微粒子担持法と染色法によるアプローチを進めた。
微粒子担持法では，湿式法によりカルシウムヒドロキシアパタイト粒子とカルシウムの50%をチタンに置き換えたチタン含有カルシウムヒドロキシアパタイト粒子を合成し，粉末X線回折で結晶構造を調べ，電界放出型走査顕微鏡で形態を観察・撮影し，紫外可視分光光度計で測定したスペクトルにより紫外線吸収能を調べた。その結果，チタン含有アパタイト粒子はカルシウムアパタイトにはない紫外線吸収能をもつことがわかった。今後はチタン含有量が異なる一連の固溶体粒子を合成し，粒子の性能の変化を調べる。
染色法では，赤キャベツ色素を用いた絹布の染色において，媒染条件による染色布の色差の相違と保存状態による変退色を調べた。この結果は弘前大学教育学部紀要に発表した。カシスを用いた染色では，綿布ならびに絹布を金属媒染染色し，染色条件による染色布の色調を比較した。6種類の媒染剤（Na，Mg，Al，Ca，Fe，Cu）で比較すると，Fe媒染では絹布で水色～紫色に染まり，それ以外の媒染剤および無媒染の条件ではピンク系の色に染まった。無媒染のものが最も濃かったが，Cu媒染がそれに次いだ。また，いずれの条件でも綿布に比べて絹布の方が濃色に染色された。無媒染染色布を用いて紫外可視分光スペクトルの測定と黄色ブドウ球菌を用いた抗菌試験をおこなったところ，カシス染色布はUV吸収能と抗菌性を持つことがわかった。染色布の変退色性を調べたところ，窒素酸化物に対する堅牢度は良好であったが，光に対しては堅牢度が比較的低いことがわかった。これらの結果は日本繊維製品消費科学会2014年年次大会で研究発表をおこなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
環境に優しい２つの後加工法により布のUVカット加工を目指しているが，微粒子担持法ではUVカット性能を持つ微粒子の合成が成功し，今後の布への担持へとそれに最適な微粒子の検討へと続く基礎ができたと言える。
染色法では天然の植物が持つ，紫外線から自己を守るための天然色素を用いて布を染めることにより，UVカット性を持つ布の作成ができたが，染色された布はその機能だけではなく，美しさや抗菌性も併せ持っており，当初の目的以上に有用な素材が得られたと考えられる。天然色素はほかにも数多く存在するので，この成果を基に廃棄部分の有効利用へと発展させればさらに環境に優しい加工法となる。
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| 今後の研究の推進方策 |
微粒子担持法では，チタン含有量の異なるチタン―カルシウムヒドロキシアパタイト固溶体粒子を何段階も合成し，XRDにより粒子の結晶性を，FE-SEMにより形態を，UV-vis1によりUV吸収能を，窒素吸着法により比表面積を，FT-IRにより表面構造を調べ，布への担持に相応しい合成条件を決定する。また，粒子を布へ担持する条件（溶媒，温度，時間，添加物等）を変えて，担持量と布の性能を比べ，最適な方法を検討する。
染色法では，これまで染剤として用いたカシスが可食部分も使っていたため，より環境によい方法として，種々の天然植物の廃棄部分を染剤として布の染色をおこなう。廃棄部分としては果肉を食品として消費する果物の果皮や，野菜の廃棄部分が考えられる。天然植物に含有される色素は多くの種類が混在しているため，それらの色素の特定をおこない，適する繊維との組み合わせや染色方法を検討していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた購入備品のうち，送風定温恒温器は実験室内に設置するスペースの関係で，一回り小さいものにしたため安価になった。旅費については，授業の関係で参加できないものがあり，それが遠方で開催されるものであったため安価に収まった。その他の経費の主な用途として，処理布の抗菌試験（一試料15.000円）および窒素酸化物に対する堅牢度試験を考えていたが，一連の処理布を同時に試験したいため，来年度へ先送りにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度はこれまでの成果発表として，環太平洋国際化学会議 PACIFICHEM 2015（ハワイ 2015.12.15-20）に参加するため，今年度使用分の旅費がが多くなる見込みである。
その他の経費について依頼試験を予定している。昨年度処理した布に加えて，今年度作成した染色布と合わせて抗菌試験や窒素酸化物に対する堅牢度試験を予定しているため，その経費が増える見込みである。
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